Вчені вирішили давню проблему: паливо тепер можна отримувати з CO2

На офіційному сайті Berkeley Lab йдеться про те, що вчені отримали нове уявлення про електрохімічне відновлення CO2 (CO2 RR) — процес, за якого енергію сонця можна використовувати для перетворення вуглекислого газу на корисні продукти.

Цей процес вважається перспективними способом отримання палива та інших хімічних речовин. Великий прорив у цій царині стався у 1980-х роках, коли мідь визнали високоефективним каталізатором для перетворення CO2 і води на інгредієнти для рідкого палива та хімікатів, таких як етилен і етанол.

Однак виявилося, що під час CO2 RR суперкаталітичні властивості міді швидко погіршуються, знижуючи її продуктивність. Протягом десятиліть вчені намагалися зрозуміти, які хімічні та фізичні процеси відповідають за цю деградацію.

Що зробили дослідники

Щоб зрозуміти, як саме руйнуються каталізатори, команда з Berkeley Lab і SLAC використала передовий метод малокутового рентгенівського розсіювання. Це допомогло виявити два конкуруючі механізми, які призводять наночастинки міді до межі деградації в каталізаторі CO2 RR: міграція і коалесценція частинок (PMC), під час яких дрібніші частинки об'єднуються в більші, і дозрівання Оствальда, під час якого більші частки зростають завдяки дрібнішим частинкам.

За словами дослідників, використання вуглецевих носіїв з іономерним покриттям допомагає стабілізувати наночастинки міді, зменшуючи ушкодження і підвищуючи довговічність у реакціях конверсії CO2.

У майбутньому група планує вивчити різні сехми захисту, включно з покриттями з органічних молекул, розробленими спільно з групою LiSA Каліфорнійського технологічного інституту, щоб спрямовувати реакції CO2 RR на виробництво певних видів палива і хімікатів.

Нагадаємо, вчені також розробили штучний лист, здатний перетворювати вуглекислий газ на рідке паливо та інші цінні хімікати, використовуючи тільки сонце.